本文關(guān)鍵詞：斜齒輪修形與摩擦激勵耦合動力學(xué)建模及噪聲分析

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【摘要】：齒輪傳動系統(tǒng)是最重要且應(yīng)用最廣泛的機械傳動裝置,設(shè)計高效、低噪聲、高性能的齒輪傳動是齒輪研究的重要目標(biāo),因其動態(tài)嚙合激勵引起齒輪振動噪聲的大小是評價其動態(tài)特性的一項重要指標(biāo),也是當(dāng)前齒輪傳動系統(tǒng)研究的熱點課題。斜齒輪齒形復(fù)雜,由于其接觸齒對變化、受載變形、制造加工和裝配誤差等原因而產(chǎn)生動態(tài)嚙合激勵,通過齒輪修形可在一定程度上減小各因素對動態(tài)激勵及齒輪振動噪聲的影響。且研究表明摩擦激勵也是引起齒輪振動噪聲主要原因之一,其動力學(xué)響應(yīng)與齒輪振動噪聲等有著密切影響。斜齒輪修形后剛度激勵和摩擦激勵都發(fā)生改變,這對于斜齒輪系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)和振動噪聲有什么樣的影響尚未深入研究。因此,進(jìn)行斜齒輪修形與摩擦激勵的耦合動力學(xué)建模及振動噪聲分析,對低振動、低噪聲齒輪傳動產(chǎn)品開發(fā)具有重要的理論和工程實用價值。本文以斜齒輪系統(tǒng)為研究對象,通過斜齒輪齒廓修形和齒向修形、摩擦激勵和嚙合剛度激勵的分析和研究,建立斜齒輪系統(tǒng)修形與摩擦激勵的耦合動力學(xué)模型,進(jìn)行斜齒輪系統(tǒng)內(nèi)部動態(tài)激勵、斜齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)和振動噪聲的研究。論文主要研究工作如下:①采用Romax軟件確定了斜齒輪齒廓線性修形、齒廓拋物線修形以及齒向修鼓的最佳修形量,計算了各修形方法修形后的斜齒輪系統(tǒng)的靜態(tài)傳遞誤差,獲得了斜齒輪系統(tǒng)峰峰值最小的靜態(tài)傳遞誤差。②假設(shè)載荷沿接觸線長度方向均勻分布,基于考慮時變嚙合力的時變接觸線、時變摩擦力和時變摩擦力的計算方法,計算了斜齒輪系統(tǒng)時變接觸線、時變摩擦力和時變摩擦力矩,并獲得了不同螺旋角和不同接觸齒寬對斜齒輪系統(tǒng)時變接觸線、時變摩擦力和時變摩擦力矩的影響規(guī)律;基于齒廓端面單位接觸線長度的斜齒輪嚙合剛度計算方法,計算得到斜齒輪修形前和修形后的嚙合剛度。③考慮斜齒輪修形對剛度激勵和摩擦激勵的影響,采用集中質(zhì)量法,建立斜齒輪系統(tǒng)修形與摩擦激勵的耦合動力學(xué)模型,利用龍格-庫塔法求解計算了斜齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)結(jié)果;獲得了有摩擦和無摩擦激勵、修形前和修形后、修形后不同摩擦系數(shù)對斜齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特征的影響。④建立了聲學(xué)邊界元模型,基于斜齒輪修形與摩擦激勵耦合動力學(xué)響應(yīng)分析得到的動態(tài)嚙合力,仿真計算了斜齒輪系統(tǒng)振動噪聲聲壓值,并獲得了斜齒輪修形前和修形后及修形后不同摩擦系數(shù)對斜齒輪系統(tǒng)振動噪聲的影響。
【關(guān)鍵詞】：斜齒輪 修形 摩擦激勵 振動噪聲
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題來源、研究背景及意義8-9
• 1.1.1 課題來源8
• 1.1.2 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 斜齒輪修形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 齒輪摩擦激勵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 斜齒輪動力學(xué)特征的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.4 齒輪振動噪聲國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容14-16
• 2 斜齒輪動力學(xué)基礎(chǔ)理論及其修形后靜態(tài)傳遞誤差計算16-40
• 2.1 齒輪系統(tǒng)的內(nèi)部動態(tài)激勵16-24
• 2.1.1 齒輪內(nèi)部動態(tài)激勵的類型和性質(zhì)16-18
• 2.1.2 齒輪傳遞誤差18-19
• 2.1.3 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)分析模型及其求解方法19-24
• 2.2 齒輪修形基本理論24-27
• 2.2.1 齒廓修形24-26
• 2.2.2 齒向修形26-27
• 2.3 斜齒輪修形量與修形后靜態(tài)傳遞誤差計算27-38
• 2.3.1 斜齒輪系統(tǒng)Romax模型的建立27-29
• 2.3.2 斜齒輪齒廓線性修形29-34
• 2.3.3 斜齒輪齒廓拋物線修形34-36
• 2.3.4 斜齒輪齒向修鼓36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 3 斜齒輪摩擦激勵及剛度激勵計算方法研究40-64
• 3.1 引言40
• 3.2 斜齒輪摩擦激勵計算方法研究40-57
• 3.2.1 斜齒輪時變接觸線長度計算42-46
• 3.2.2 斜齒輪時變摩擦力和摩擦力矩計算方法46-50
• 3.2.3 斜齒輪時變摩擦激勵計算結(jié)果50-57
• 3.3 斜齒輪剛度激勵計算研究57-61
• 3.4 本章小結(jié)61-64
• 4 斜齒輪修形量與摩擦激勵耦合動力學(xué)建模及仿真分析64-82
• 4.1 引言64
• 4.2 斜齒輪修形量與摩擦激勵耦合動力學(xué)建模64-67
• 4.3 求解及仿真結(jié)果分析67-73
• 4.3.1 仿真條件及求解方法67-69
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析69-73
• 4.4 修形與摩擦對斜齒輪動力學(xué)響應(yīng)的影響分析73-80
• 4.4.1 修形對斜齒輪動力學(xué)響應(yīng)的影響73-77
• 4.4.2 修形后不同摩擦系數(shù)對斜齒輪動力學(xué)響應(yīng)的影響77-80
• 4.5 本章小結(jié)80-82
• 5 基于修形量與摩擦激勵耦合動力學(xué)響應(yīng)的噪聲仿真分析82-100
• 5.1 引言82
• 5.2 聲學(xué)邊界元計算流程及算法82-86
• 5.3 斜齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與聲學(xué)有限元模型的建立86-88
• 5.4 斜齒輪系統(tǒng)振動噪聲仿真邊界條件的獲取88-90
• 5.4.1 斜齒輪系統(tǒng)動態(tài)嚙合力88-90
• 5.4.2 斜齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)邊界條件90
• 5.5 斜齒輪系統(tǒng)振動噪聲仿真結(jié)果90-98
• 5.5.1 修形對斜齒輪系統(tǒng)振動噪聲的影響91-94
• 5.5.2 修形后不同摩擦系數(shù)對斜齒輪系統(tǒng)振動噪聲的影響94-98
• 5.6 本章小結(jié)98-100
• 6 結(jié)論與展望100-102
• 6.1 研究總結(jié)100-101
• 6.2 研究工作展望101-102
• 致謝102-104
• 參考文獻(xiàn)104-108
• 附錄108
• A．作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄108
• B．作者在攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果108
• C．作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目108

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本文編號：766932